一種優化雙循環煙氣除塵脫硫裝置的製作方法

2023-04-26 06:22:41

專利名稱：一種優化雙循環煙氣除塵脫硫裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種雙循環煙氣除塵脫硫裝置，特別適用於煉油企業催化裂化裝 置再生煙氣除塵脫硫的裝置。
背景技術：
煙氣除塵脫硫主要用於處理各種產生含硫廢氣的工業過程，如石化、電力行業等。 以二氧化硫為主要組分的硫氧化物汙染物是煉油企業所排廢氣中對環境影響較大的汙染 物之一，據估計煉油企業產生的硫氧化物佔大氣中總的硫氧化物排放量的6% 7%，而催 化裂化所排放的硫氧化物就佔5%左右。催化裂化所生成的硫氧化物均來源於原料中的硫 化物，其中包括有硫醇、硫醚、環硫醚、噻吩、硫酚類等等。這些硫化物分布在所有餾分油中， 在典型的催化裂化反應條件和轉化深度下，直餾原料油的硫化物在裂化產品中的分布規律 為45 % 55 %的原料硫轉化成硫化氫進入氣體產品中，35 % 45 %的硫進入液體產品 中，約5% 15%的硫進入焦碳中，沉積在焦碳上的硫在再生器中氧化生成硫氧化物(其中 絕大部分為二氧化硫)隨煙氣排入大氣。而催化裂化裝置的粉塵，主要來自催化劑的裝卸 和工藝操作損失，特別是再生煙氣中攜帶有大量的催化劑粉塵直接排空而嚴重汙染大氣， 如何控制煉油企業催化裂化裝置的硫氧化物和粉塵排放就顯得更加重要，因此必須採取進 一步的處理措施才能達到環保要求，從而更好的促進生產與環境的協調發展。美國Exxon公司的WGS技術是利用文丘裡洗滌器煙氣脫硫的典型工藝，該工藝主 要為溼法氣體洗滌裝置，包括一個文丘裡洗滌器和一個分離塔。煙氣首先進入文丘裡管脫 硫除塵，脫硫後的煙氣和吸收劑一同進入分離塔中，在分離塔中，清潔氣體與髒液體分離， 循環池設置在分離塔的下部，本工藝屬於單循環煙氣脫硫工藝。該工藝文丘裡管同時擔負 著降溫、除塵和脫硫的功能，吸收液沒有分區設置，直接導致該工藝脫硫效率不高。中國專利CN1012M398A公開一種雙循環煙氣脫硫除塵裝置，它包括塔主體、灰水 循環系統、鹼液循環系統和刮灰器。它主要將文丘裡洗滌器設置在塔內一個靜壓箱內，煙氣 先進入文丘裡除塵、脫硫，預處理後的煙氣再從文丘裡洗滌器下部返回上部與噴淋的吸收 液形成流化床。該技術方案將兩個獨立的循環池設置在塔外，沒有形成吸收液鹼度的級配 梯度，吸收效率相對不高。另外循環池設置在塔外，佔地相對較大，不適合場地較小的催化 裂化再生煙氣除塵脫硫。發明內容針對現有技術的不足和缺陷，本實用新型提供一種優化雙循環催化裂化裝置再生 煙氣除塵脫硫裝置。本實用新型提供的技術方案為—種雙循環煙氣除塵脫硫裝置，所述裝置包括吸收液輸送單元、煙氣淨化單元和 吸收液後處理三個單元，其中吸收液輸送單元包括吸收液儲罐和吸收液進料泵；煙氣淨化 單元包括文丘裡洗滌器、脫硫填料塔、一級循環池、一級吸收液循環泵、二級循環池、二級吸收液循環泵和除霧器；吸收液後處理單元包括空氣曝氣器、吸收液排液泵和絮凝沉澱池。 根據本實用新型的煙氣除塵脫硫裝置，其中所述的一級循環池和二級循環池都設 置在脫硫填料塔的下方，中間通過環形隔板隔開，外環為一級循環池，內環為二級循環池。 在一級循環池上方設置有帶坡度的環形蓋板，蓋板上開有向下的煙氣出口。煙氣淨化單元 的文丘裡洗滌器呈環形均勻布置在脫硫填料塔的周圍，其數量一般為1 8個。文丘裡洗 滌器的下端通過90度彎型管道和一級循環池相連。在一級循環池與二級循環池之間的環 形隔板上部開有溢流口。本發明的煙氣除塵脫硫裝置中，優選在吸收液後處理單元內設置氧化系統。所述 的氧化系統為設置在一級循環池底部的空氣曝氣器。吸收液後處理單元的絮凝沉澱池為錐 底結構，以便於絮凝後粉塵的排放。在一級吸收液循環池加裝一個酸鹼調節裝置，該調節裝置由酸鹼度監測裝置和流 量調節裝置所組成，其PH值可根據實際負荷的變化進行調節，其調節方法是通過輸送至二 級吸收液循環池的吸收液的供給量來進行自動調節。實用新型的煙氣除塵脫硫裝置具有以下優點(1)催化裂化煙氣的溫度、粉塵和二氧化硫的濃度相對較高，而脫硫填料塔內氣液 混合處於湍流狀態，氣液可以進行充分混合進行傳質反應，所以填料塔脫硫效率較高，而且 填料塔的高度僅為噴淋塔的四分之一，可以大幅度的降低投資，填料塔設置一層噴淋裝置， 一組吸收液循環泵，可以大大降低裝置的能耗。但是該設備的缺點是煙氣中的粉塵容易沉 積在填料上，塔內容易堵塞，這也是填料塔沒有在煙氣脫硫領域沒有大規模推廣的原因之 一。本技術方案為解決上述問題，選擇了降溫、除塵效果較好的文丘裡洗滌器首先將絕大部 分的粉塵去除，降低了進入填料塔內煙氣粉塵的負荷，塔底循環池的分區設置可以使粉塵 在不易堵塞的文丘裡洗滌器內循環，這種設置方案可以確保填料塔的長期穩定運轉。(2)本實用新型技術將填料塔底的循環池利用溢流堰分成兩個區域，外層設置的 為一級循環池，它利用一級循環泵為文丘裡洗滌器提供吸收液，在其上部設置環形蓋板，在 蓋板上環形布置煙氣出口，煙氣出口向下布置，這樣填料塔的流下吸收液就不會進入一級 循環池。內層設置為二級循環池，它利用二級循環泵為填料塔提供吸收液。該方案引入脫 硫吸收液濃度級配理念，原始吸收液首先進入二級循環池，在通過溢流堰進入一級循環池， 一級循環池為最終的吸收液排放池。為確保吸收液的利用率，其PH值控制在6 7之間。 一級循環池的PH值控制進入二級循環池的量，由此能夠確保二級吸收液循環池的pH值在 7 14之間，二級循環池的鹼度略高可以大大提高填料塔的脫硫率。一、二級循環池的pH 值的分區控制，既保證了該煙氣除塵脫硫裝置的高效性能，又可以確保脫硫吸收液較高的 利用率。(3)本實用新型為節省佔地面積，充分利用有限空間，將吸收液曝氣系統設置在一 級循環池內，吸收液充分吸收二氧化硫後生成亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽和部分硫酸鹽，一級循 環池內部的空氣曝氣器可以將亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽，這樣可以降低外排吸收液的COD。 一級除塵脫硫單元主要發揮其降溫除塵功能，吸收液洗滌後不可避免的含有固體顆粒，在 一級循環池內設置空氣曝氣器可以無需另外設置攪拌器，又可以達到降低吸收液COD的目 的，這樣設置既可以大幅度降低投資，又可以減少裝置佔地面積。
圖1為本實用新型的煙氣除塵脫硫裝置的結構示意圖。圖中的標記與其指代的部件的對應關係為1、空氣鼓風機，2、吸收液排液泵，3、一級吸收液循環泵，4、二級循環池，5、一級循 環池，6、二級吸收液循環泵，7、吸收液進料泵，8、吸收液儲罐，9、文丘裡洗滌器，10、脫硫填 料塔，11、除霧器，12、絮凝沉澱池，13、絮凝劑，14、上清液排放，15、汙泥排放，16、未淨化煙 氣，17、一級循環池蓋板，18、煙氣出口，19、淨化煙氣，20、溢流口，21、隔板，22、空氣曝氣器。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的雙循環煙氣除塵脫硫裝置進行詳細介紹。如附圖1所示，本實用新型的煙氣除塵脫硫裝置主要包括吸收液輸送單元、煙氣 淨化單元和吸收液後處理三個單元。其中吸收液輸送單元包括吸收液儲罐8和吸收液進料 泵7。煙氣淨化單元包括文丘裡洗滌器9、脫硫填料塔10、一級循環池5、二級循環池4、一級 吸收液循環泵3、二級吸收液循環泵6和除霧器11。所述一級吸收液循環泵3的入口和出 口分別同一級循環池5和文丘裡洗滌器9的入口相連；而二級吸收液循環泵6的入口和出 口分別同二級循環池4和脫硫填料塔10的噴淋裝置相連。吸收液後處理單元包括空氣曝 氣器22、吸收液排液泵2和絮凝沉澱池12。其中煙氣淨化單元的文丘裡洗滌器9環形布置在脫硫填料塔10的周圍。文丘裡 洗滌器的下端用90度彎型管道和一級循環池5相連。一級循環池5和二級循環池4都設 置在脫硫填料塔10的下方，中間通過環形隔板21隔開，外環為一級循環池5，內環為二級循 環池4。在環形隔板21的上部開有溢流口 20。所述的一級循環池5為文丘裡洗滌器9的 持液槽，所述的二級循環池4為脫硫填料塔10的持液槽。在一級循環池5的上方還設置帶 坡度的環形蓋板17，蓋板17坡向二級循環池，坡度為30 60度。在蓋板17上開有向下的 煙氣出口 18。在脫硫填料塔10的上方設置除霧器11。所述的脫硫填料塔10 —般為圓形，其理論塔板數為1 3。脫硫填料塔內的填料 可以為規整填料和散堆填料，優選為散堆填料。吸收液後處理單元的氧化系統為設置在一級循環池5底部的空氣曝氣器22，絮凝 沉澱池12為錐底結構，以便於絮凝後粉塵的排放。在一級循環池5內加裝一個酸鹼調節裝置，該調節裝置由酸鹼度監測裝置和流量 調節裝置組成，一級吸收液的PH值可根據實際負荷的變化進行調節，其調節方法是通過輸 送至二級吸收液循環池4的吸收液的供給量來進行自動調節。通常，一級循環池pH值控制 在6 7之間，二級循環池的pH值控制在7 14之間。本實用新型的煙氣除塵脫硫裝置脫硫效率高、除塵效果好，佔地面積較小、投資 低，特別適用於催化裂化裝置再生煙氣的處理。
以下結合附圖，具體說明本實用新型的煙氣除塵脫硫裝置的工作原理及最佳實施 方式。(1)煙氣流動路線未淨化煙氣16首先進入文丘裡洗滌器9，在此過程中與pH值呈中性的吸收液充分 接觸，在這個過程中完成降溫、除塵和預脫硫過程。預處理後的煙氣和吸收液一起落入一級循環池5，氣液分離後，煙氣通過蓋板17上的煙氣出口 18進入脫硫填料塔10中，在該塔內 與PH值呈鹼性的吸收液充分接觸完成最終的脫硫過程，脫硫後的煙氣經脫硫塔上部的除 霧器11脫水後排放。(2)吸收液流動路線 首先通過吸收液進料泵7將吸收液儲槽8中一定濃度的吸收液打入二級循環池4 中，由二級吸收液循環泵6打入脫硫填料塔10的噴淋裝置向下噴淋，當液位達到環形隔板 21的溢流口 20時自流入一級循環池5，吸收液由一級吸收液循環泵3打入文丘裡洗滌器9， 在該設備的喉口處加速與煙氣充分混合。吸收液與通過的煙氣接觸發生脫硫反應，當煙氣 量和煙氣中的二氧化硫濃度發生變化時，可以通過一級循環池5中的酸鹼監測裝置控制進 入二級循環池4中脫硫吸收液的輸入量，達到最佳的脫硫環境。一級循環池4中的吸收液 通過空氣曝氣器22氧化處理後排放至絮凝沉澱池12，經過絮凝劑13處理後，上清液可以直 接排放，下部的粉塵經過絮凝濃縮後由絮凝沉澱池12底部的錐口排出。
權利要求1.一種優化雙循環煙氣除塵脫硫裝置，所述裝置包括吸收液輸送單元、煙氣淨化單元 和吸收液後處理三個單元，其中吸收液輸送單元包括吸收液儲罐和吸收液進料泵；煙氣淨 化單元包括文丘裡洗滌器、脫硫填料塔、一級循環池、一級吸收液循環泵、二級循環池、二級 吸收液循環泵和除霧器；吸收液後處理單元包括空氣曝氣器、吸收液排液泵和絮凝沉澱池。
2.按照權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述的一級循環池和二級循環池都設置 在脫硫填料塔的下方，中間通過環形隔板隔開，外環為一級循環池，內環為二級循環池。
3.按照權利要求1所述的裝置，其特徵在於，在所述的一級循環池上方設置有帶坡度 的環形蓋板，蓋板上開有向下的煙氣出口。
4.按照權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述的環形蓋板坡向二級循環池，坡度為 30 60度。
5.按照權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述的文丘裡洗滌器呈環形均勻布置在 脫硫填料塔的周圍，其數量為1 8個。
6.按照權利要求1或5所述的裝置，其特徵在於，所述文丘裡洗滌器的下端通過90度 彎型管道和一級循環池相連。
7.按照權利要求2所述的裝置，其特徵在於，在一級循環池與二級循環池之間的環形 隔板上部開有溢流口。
8.按照權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述的空氣曝氣器設置在一級循環池的 底部。
9.按照權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述的絮凝沉澱池為錐底結構。
10.按照權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述的一級吸收液循環泵的入口和出口 分別同一級循環池和文丘裡洗滌器的入口相連；二級吸收液循環泵的入口和出口分別同二 級循環池和脫硫填料塔的噴淋裝置相連。
11.按照權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述的脫硫填料塔為圓形，其理論塔板 數為1 3。
12.按照權利要求1所述的裝置，其特徵在於，在一級循環池內還設置有一個酸鹼調節 裝置，該調節裝置由酸鹼度監測裝置和流量調節裝置組成。
專利摘要本實用新型公開了一種優化雙循環煙氣除塵脫硫裝置。該裝置包括吸收液輸送單元、煙氣淨化單元和吸收液後處理三個單元，其中煙氣淨化單元包括文丘裡洗滌器、填料塔、一級循環池、一級吸收液循環泵、二級循環池和二級吸收液循環泵，所述的一、二級循環池設置在脫硫填料塔的下方，中間通過環形隔板隔開；在一級循環池底部還設置有空氣曝氣器。本實用新型裝置中，文丘裡洗滌器可以對高溫煙氣進行降溫、除塵和預脫硫，填料塔則對預脫硫後的煙氣進行高效脫硫。本實用新型的裝置除塵脫硫效率高，佔地面積較小，且投資低，可適用於各種煙氣的脫硫過程，特別適用於催化裂化裝置再生煙氣的處理過程。
文檔編號B01D47/10GK201832555SQ201020600610
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月5日 優先權日2010年11月5日
發明者任龍, 彭德強, 戴文軍, 齊慧敏 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院